2012年获奖SO2的制取和性质实验的改进[1] 2.doc

SO2的制取和性质实验的改进2012年 （国家级一等奖）并在2012年12月第6期科教研究杂志发表铜仁市第二中学化学实验室 向阳 邮编：554300 摘要：本文指出实验改进的方向，并通过“SO2”的制取和性质实验”的改进，打破了“照方抓药”的传统实验教学模式，将实验的科学性、趣味性、综合性、研究性融为一体，着力培养学生良好的环保意识、创新意识。阐述实验改进对提高教学效果的作用，利用实验的趣味性去激发学生的学习兴趣。最后提出了“清洁化学”（Clean Chemistry）的新理念。关键词：实验改进原则 自制教具 实验改进 实验探索实验改进一般应遵循以下几个原则：1、科学性原则。即做到实验原理准确无误，实验方案设计科学，实验装置设计合理，实验操作要符合要求。能真实地反映化学变化的实际，从观察到的现象能够准确地反映出事物变化的本质。该原则是首要的，是改进实验成功的主要标准。2、直观性原则。即实验现象明显，能见度大，再现性和重复性好，实验结论的得出要呈直接性，它是改进实验成功的标志。3、简易性原则。取材容易，实验装置简单、方便、用药廉价节省。省时是改进实验具有生命力的保证。4、安全性原则。安全可靠,即要求实验过程确保师生的身心安全，不允许有事故发生，并贯穿“安全第一”的思想。5、无污染。将污染降低到最低限度，防止反应物、生成物散逸到周围环境中， 从而对师生的身体健康。 实验室制取S02及性质实验是中学化学中的一个基础实验，高中化学教材关于二氧化硫的制备和性质的实验，得出一致结论:二氧化硫是一种具有刺激性气味的气体，对人体有一定的伤害，也对环境有一定的污染，具有漂白性和还原性。若按照课本上做此实验，则存在以下问题:1、制备装置与反应速率难于控制，2、二氧化硫的制取与性质(漂白性、还原性等)实验内容较多，如将这些实验分开来做会有一系列不便之处，实验装置繁琐，耗时较长，易造成污染，药品用量太多。3、实验后,如果处理不好，S02气体污染了周围的空气，危害师生的身体健康。 在教学过程中，我就上边的三个问题设计和改换了一下实验装置供大家参考: 实验原理:在密闭的环境中，利用亚硫酸盐和酸反应可以生成S02,然后让S02气体先后与品红溶液、高锰酸钾溶液作用进行漂白、还原性的检验。 设计思路:由于其制备装置与反应速率难于控制，也无法得知其漂白的原理而且S02具有污染性，所以在密闭的环境中进行并且尽最减少仪器的组装，故设计在同一组仪器中进行该实验。实验装置图如下: 实验操作:如左图组装实验装置，A、B气球用于调节气压，止水夹K1、K2、K3做开关。检验其气密性，然后在分液漏斗中装入适量体积比为1:1的浓H2SO4，蒸馏烧瓶中加入Na2SO3 (s)，a试管中加入2ml酸性KMnO4溶液，b试管中加入2ml品红溶液，c具支试管装入浓NaOH溶液。K1关闭，K2、K3打开，打开分液漏斗活塞，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，观察到品红溶液和酸性KMnO4褪色。用酒精灯给a、b试管加热，褪色的品红又变红了，因为二氧化硫能与品红中的有机色素化合而生成一种无色的不稳定化合物，从而达到漂白的效果，加热后不稳定化合物分解，品红颜色复原。褪色的酸性KMnO4无变化（注：移开酒精灯之前，先关闭K3，防止倒吸），是因为SO2与酸性KMnO4氧化反应（2KMnO4(H+)+5SO2+2H2O = 2MnSO4+ K2SO4+2H2SO4）。最后C试管内SO2被NaOH溶液吸收，空气和未吸收完的SO2气体储存气球B内。当不需要反应时，我们把K2关住，打开K1，产生的SO2气体储存气球A内，下一节课还可以使用。这样重复性强，节约药品和时间。实验分析: 、由于 S02易溶于水。所以应选用浓H2SO4和Na2SO3 (s)反应。通常Na2SO3 (s)为粉末状，反应比较快，为控制反应速率，浓H2SO4应从分液漏斗中逐滴滴下。、质量分数为98%的浓H2SO4也不能采用，因为其中缺少水分，硫酸并未电离，仍以分子形式存在，而Na2SO3(s )与H2SO4的反应是在H2SO4电离成离子的状态下才能顺利进行的.故通常采用体积比为1:1的浓H2SO4。、本实验装置简单，操作方便，省时间，成功率高，再现性和重复性很好，提高课堂效率。、无污染，原来的实验装置，做完实验后，此反应装置还放在教室内，反应还继续进行，产生的有毒气体污染空气，使整个教室都是嗅味，如果把装置移走，则浪费时间。采用此装置就解决以上缺点。、此装置还可以多有，如氯气的制取和性质实验也可采用此实验装置。只要把分液漏斗中加入浓盐酸，蒸馏烧瓶中加入MnO2，a试管中加入浓H2SO4做干燥剂，b试管中放入用水写了字的红纸条就行了。 反思：按教学大纲要求，中学需做的化学实验比较多，其中有毒的实验占一半。一些学校则把有腐蚀性的、有危害的实验废弃品倒在墙角埋掉，气体不好回收或除掉，许多学校就配了通风罩，可以把有毒气体抽到空气中，但这只是做了污染物转移，并不能真正的消除污染。最好的办法是